Источник бесперебойного питания для газового котла отопления
Отопительные системы и подача горячей воды в современных домах требуют непрерывного энергообеспечения. Электричество необходимо управляющим платам, циркуляционным насосам, системам розжига и принудительной вентиляции. Если в питающей сети случается сбой, все энергозависимое оборудование перестает работать, а вместе с ним прекращается обогрев помещения и подача горячей воды. Такая ситуация помимо бытовых неудобств чревата выходом из строя электронных элементов отопления и разрывом труб.
Чтобы избежать подобных неприятностей предусмотрительные владельцы автоматизированных газовых котлов устанавливают источник бесперебойного питания газового котла отопления (ИБП, UPS). Данное оборудование поддерживает работу потребительской электроники при перебоях в центральной сети или недостаточном качестве энергоснабжения (низкое напряжение, перепады).
Устройство и принцип действия
В обычном режиме потребительские устройства работают от центральной электросети, параллельно идет заряд аккумуляторов автономной системы. При перебоях энергоснабжения, коммутатор UPS переключает питание на автономное. Смена источника энергии происходит менее чем за 10 мс, такой переход незаметен для окружающих и на мало влияет на работу подключенных приборов.
Конструкция систем автономного энергоснабжения различна. Надежное оборудование в полной комплектации включает в себя следующие элементы:
- Питающая батарея. Используется в качестве источника электричества при сбоях в сетях центрального энергоснабжения. Кроме встроенных АКБ к некоторым моделям UPS подключаются внешние, что увеличивает длительность автономной работы системы и суммарную мощность запитанных потребителей.
- Коммутатор (рыле). Меняет источник тока на автономный в случае сбоев во внешней сети. Скорость работы переключателя во многом влияет на срок службы электроники, двигателей циркуляционных насосов и вентиляции.
- Управляющая плата. Микропроцессорный модуль, контролирующий работу UPS.
- Инвертор. Его функция – преобразование постоянного электричества (12V) от батарей в переменное (220V) для энергообеспечения отопительной техники. Помимо преобразования инвертор сглаживает синусоиду, работает как сетевой фильтр, обеспечивая качественное выходное энергоснабжение.
- Стабилизатор. Нормализует входной ток до состояния, пригодного для отопительного электрооборудования. Без стабилизатора напряжения UPS срабатывает чаще, поскольку рыле реагирует на малейшие изменения во входной сети.
- Зарядное устройство. Преобразует переменный входной ток в постоянный, подходящий для заряда батарей. От характеристик встроенного ЗУ зависит суммарная емкость подключаемых дополнительных АКБ.
- Корпус, с расположенными на нем регуляторами и индикаторами состояния.
В бюджетных бесперебойниках нет сложных преобразователей, сетевых фильтров и тонкой регулировки, но лучше недорогой ИБП, чем вообще без него.
Разновидности UPS
В зависимости от способа реализации автономного энергообеспечения различают три типа устройств: резервные, линейно-интерактивные и непрерывные. Что из себя представляет каждая разновидность бесперебойников рассмотрим далее.
Резервные
Схема работы таких UPS достаточно проста: в нормальном режиме все клиентское оборудование напрямую запитано к внешней сети, переключение происходит при малейшем сбое. Комплектуется подобное оборудование аккумуляторами малой емкости. Стабилизация входного напряжения, сложные сетевые фильтры и преобразователи отсутствуют. Это положительно сказывается на стоимости, но недостатки резервных ИБП делают такую экономию не всегда уместной. Переключение на автономное энергообеспечение происходит довольно часто (при плохом качестве сетевого тока), скорость переключения в сравнительно велика (более 12 мс). Качество электричества внешней сети редко бывает удовлетворительным, из-за чего невозможна продолжительная корректная работа подключенного к этой сети оборудования.
Линейно-интерактивные
Главное отличие от предыдущего варианта – встроенный стабилизатор. Благодаря этому срабатывание коммутатора не происходит при малейшем сбое в центральной энергосети, что продлевает срок службы батареи и положительно сказывается на электронике отопительной системы. Переключение подачи электричества происходит в Line-Interactive ИБП менее чем за 8мс, также в Line-Interactive используют аккумуляторы большей емкости, чем в резервных бесперебойниках. Качество подаваемого электричества, существенно лучше, чем в центральной сети (благодаря стабилизатору), но далеко от идеала. Кривая тока на выходе частично сглажена, а в момент перехода на автономное электропитание, хоть и кратковременно, потребительская электроника остается без тока.
Непрерывные
Сетевой электричество в непрерывных системах автономного энергообеспечения проходит двухэтапное преобразование. На входе переменный ток стабилизируется и подвергается преобразованию в постоянный, затем параллельно поступает на зарядку аккумулятора и на инвертор. Функция инвертора – сделать ток пригодным для электроники котла, который потребляет переменную электроэнергию. На выходе переменный ток с инвертора имеет идеально плавную синусоиду. В непрерывных UPS отсутствует коммутатор, переключающий внешнее энергообеспечение на автономное и обратно, так как батарея постоянно подключена к потребительскому оборудованию и является по сути демпфером. То есть пока во внешней сети нормальный ток она заряжается, если происходит какой-то сбой и недостаточно внешнего напряжения, АКБ перестает заряжаться и начинает отдавать электричество. Подобная схема в несколько упрощенном варианте реализована в большинстве автомобилей.
Важно! Выбирая оборудование для бесперебойного питания, необходимо обращать на расширенную гарантию не менее 5 лет
Как правильно выбрать
Выбирая UPS, обращают внимание на максимальную мощность, продолжительность работы в автономном режиме, скорость срабатывания коммутатора и качество выходного тока.
- Мощность. Чтобы рассчитать данный параметр нужно знать суммарную мощность всех электроприборов, которые планируется запитать от бесперебойника. Эту величину делят на 0,7 и умножают на 3. Естественно, лучше выбирать модели с запасом или с возможностью подключить дополнительные аккумуляторы.
- Автономность. Также зависит от количества и мощности всех потребителей и от емкости, встроенной АКБ. Для расчета времени автономной работы номинальную емкость батареи умножают на максимальное напряжение и на 0,85 (коэффициент уменьшения КПД), полученный результат делят на суммарную мощность нагрузки. Если в ИБП установлена двенадцати вольтовая батарея на 80Ач, а все приборы потребляют 600Вт, то автономная работа продлится 80*12*0,85/600 = 1,36 часа.
- Скорость срабатывания. Лучший показатель у ИБП двойного преобразования. Переключение не требуется, так как аккумулятор постоянно подключен. Стоимость такого оборудования в два и более раз превосходит интерактивные аналоги.
- Качество тока. В городской сети синусоида напряжения аппроксимированная, что плохо для работы двигателей циркуляционных насосов и плат системы отопления. Плавную кривую могут дать только онлайн ИБП, они же лучше других устраняют импульсные помехи.
Если напряжение без существенный просадок, электричество пропадает редко и ненадолго, можно обойтись интерактивным ИБП или в крайнем случае резервным с дополнительным стабилизатором.
По материалам сайта - https://victronenergy.store/.
Видео по теме:
Обзор Victron Energy MultiPlus 12/800/35-16 инвертор и ИБП для газового котла, дома.